JP2535800B2 - スクロ―ル形流体機械の部品共通化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、第１及び第２スクロー
ルの各ラップ高さを変更することにより能力調整を行う
ようにしたスクロール形流体機械の部品共通化方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種スクロール形流体機械は、
例えば特開昭６２−１１８００１号公報に開示され、か
つ、図３に示したように、第１スクロールに対し第２ス
クロールＳを公転駆動させるためのクランク軸Ｋに、前
記第２スクロールＳの公転駆動時に発生する遠心力Ｆ１
と逆向きに突出される第１バランスウェイトＷ１を設け
ると共に、前記クランク軸Ｋに結合されるモータにおけ
るロータの反スクロール側端部に、前記第１バランスウ
ェイトＷ１と逆向きの第２バランスウェイトＷ２を設け
ている。そして、前記第１バランスウェイトＷ１の遠心
力Ｆ２と前記第１スクロールＳの遠心力Ｆ１及び第２バ
ランスウェイトＷ２の遠心力Ｆ３とが、Ｆ２＝Ｆ１＋Ｆ
３となるように設定することにより、前記クランク軸Ｋ
の静的バランスを取り、また、前記第２スクロールＳか
ら第１バランスウェイトＷ１までの距離をＬ１とし、か
つ、該第１バランスウェイトＷ１から前記第２バランス
ウェイトＷ２までの距離をＬ２としたとき、前記遠心力
Ｆ１，Ｆ３による各モーメントＦ１・Ｌ１，Ｆ３・Ｌ２
が互いに等しくなるように、つまり、Ｆ１・Ｌ１＝Ｆ３
・Ｌ２となるように設定して、前記クランク軸Ｋの動的
バランスを取り、これら静的及び動的バランスで前記第
２スクロールＳを第１スクロールに対し、振動などを発
生させたりることなく、安定したバランスで公転駆動さ
せるようにしている。

【０００３】また、以上の如く構成するスクロール形流
体機械において、前記第１及び第２スクロールは、それ
ぞれ円板状とした鏡板上に互いに噛み合うインボリュー
ト曲線をもったラップを立設して構成されており、これ
ら各ラップの高さを変更して、該各ラップ間に形成され
る圧縮容積を変更することによって、スクロール形流体
機械の能力調整が行えるのであるが、以上のように、前
記第１及び第２スクロールのラップ高さを変更してスク
ロール形流体機械の能力調整を行うときには、この第２
スクロールＳの重量が変化することから、その遠心力Ｆ
１も当然に変わり、これに伴い前述したクランク軸Ｋの
静的及び動的バランスがそれぞれ変化する。このため、
前記第２スクロールＳの重量変化に対応して、前記各バ
ランスウェイトＷ１，Ｗ２として重量の異なる複数種類
のものを用意する必要がある。

【０００４】そこで、前記した従来例では、バランスウ
エイトを、能力が最大となるラップ高さの第２スクロー
ルＳに対応した重量に設定し、ラップ高さを最大から最
小側に変更するとき、前記第２スクロールＳの重量を最
大ラップ高さとした第２スクロールの重量に合わせて増
大させることにより、前記バランスウエイトＷ１，Ｗ２
を共用しているのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】所が、前記した従来例
において、ラップ高さを変更して能力調整するとき、斯
く調整した能力に応じて前記第２スクロールＳを駆動す
るモータも変える場合、つまり、ステータ及びロータの
軸方向長さの異なるモータを用いる場合、前記ロータに
設けるバランスウエイトＷ２の軸方向位置が変化するた
め、モーメントＦ３・Ｌ２が変化することになり、前記
バランスウエイトＷ２を共用化できないことになるし、
また、クランク軸を形成する軸素材も、前記モータの変
更に応じて変えなければならないのである。

【０００６】本発明の目的は、能力調整に応じて軸方向
長さの異なるモータを用いる場合でもバランスウエイト
の共通化ができ、また、クランク軸の軸素材の共通化も
でき、構成部品点数の低減化を行いながら、簡単な調整
作業でもってクランク軸の静的及び動的バランスを取る
ことができるスクロール形流体機械の部品共通化方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、第１及び第２スクロール２，３と、ス
テータ５１及びロータ５２をもつモータ５と、スクロー
ル側軸端部と反スクロール側軸端部とをもち、中間部に
前記ロータ５２の結合位置を設定する位置決め軸部６６
と第１バランスウェイト６５とを有するクランク軸６と
を備え、前記第１及び第２スクロール２，３のラップ高
さを変更して最小能力から最大能力に能力調整を行い、
かつ、ラップ高さの変更に応じて駆動側スクロール又は
第１バランスウエイトの重量を加減してバランス調整を
行うようにしたスクロール形流体機械の部品共通化方法
において、前記クランク軸６の全長を、能力が最大とな
るラップ高さの第１及び第２スクロール２，３に用いる
前記モータ５の軸方向長さに対応する長さに設定し、か
つ、前記位置決め軸部６６の軸長さを、調整する能力が
最小となるラップ高さの第１及び第２スクロール２，３
に対応する長さに設定すると共に、前記ラップ高さを最
小側から最大側に変更するとき、前記位置決め軸部６６
の長さを切削して調整し、前記クランク軸６の反スクロ
ール側端部から前記ロータ５２の反スクロール側端部ま
での距離及び、前記第１バランスウェイト６５からロー
タ５２の反スクロール側端部までの距離が同一となるよ
うに、前記ロータ５２を前記クランク軸６に結合し、前
記第１バランスウエイト６５と第２バランスウエイト８
との距離を一定長さとしたことを特徴とするものであ
る。

【０００８】

【作用】以上の部品共通化方法では、前記クランク軸６
の全長を、能力が最大となるラップ高さの第１及び第２
スクロール２，３に用いるモータ５の軸方向長さに対応
する長さに設定し、また、前記クランク軸６に設ける位
置決め軸部６６の軸長さを、調整能力が最小となるラッ
プ高さの第１及び第２スクロール２，３に対応する長さ
に設定されていることから、前記各スクロール２，３の
ラップ高さを最小から最大側に変更して能力調整を行
い、この能力調整に応じて軸方向長さが長くなるモータ
を用いるとき、前記位置決め軸部６６の軸長さを切削し
て短く調整し、該位置決め軸部６６による前記ロータ５
２の結合位置を設定することにより、モータ５の軸方向
長さの変動に拘らず前記クランク軸６に設けられた前記
第１バランスウェイト６５と、前記ロータ５２の反スク
ロール側に設けられた第２バランスウェイト８との距離
を一定長さにできるのである。この結果、前記ロータ５
２がクランク軸６の所定結合位置に結合されることとな
って、このクランク軸６の全体長さを変えることなく、
また、前記第１及び第２バランスウェイト６５，８の大
きさも変えることなく、これら第１バランスウェイト６
５と第２バランスウェイト８との距離によるモーメント
を一定にできるのである。従って、ラップ高さを変更し
て能力調整するとき、この能力調整に応じて軸方向長さ
の異なるモータを用いても前記クランク軸６の動的バラ
ンスは常に一定に保持されるのであって、前記クランク
軸６に設けた位置決め軸部６６の軸長さを切削して調整
するだけの極めて簡単な作業で、前記各ラップ高さ変更
による能力調整に対応でき、前記クランク軸６の軸素材
を共通にできると共に、バランスウェイト８の部品共通
化が図られる。

【０００９】

【実施例】図２はスクロール形流体機械の１部を省略し
た全体構造を示しており、密閉ケーシング１の内方上部
に、固定側の第１スクロール２と可動側の第２スクロー
ル３とを上部架構４を介して上下対向状に配設すると共
に、この架構４の下部側にステータ５１とロータ５２と
から成るモータ５を設けて、該モータ５のロータ５２に
上下方向に延びるクランク軸６を結合する一方、このク
ランク軸６の上部側を前記可動スクロール３に連動連結
させて、前記モータ５の駆動に伴う前記クランク軸６の
回転により前記第２スクロール３を第１スクロール２に
対し公転駆動させ、これら各スクロール２，３内に吸入
された冷媒を圧縮するようにしている。

【００１０】前記第１及び第２スクロール２，３は、円
板状とされた鏡板２１，３１に、それぞれ互いに噛み合
うラップ２２，３２を突設させ、これら各ラップ２２，
３２の高さ変更によりスクロール形流体機械を能力調整
可能とすると共に、前記第２スクロール３における鏡板
３１の裏面中央部には、前記クランク軸６の上端が挿嵌
されるボス部３３を突設している。また、前記クランク
軸６は、その上下方向中間部に前記ロータ５２への嵌合
軸部６１を設け、該嵌合軸部６１の上部側と下部側とに
それぞれ前記架構４と下部架構７とに軸受支持される軸
受軸部６２，６３を形成すると共に、この上部側軸受軸
部６２の上端側に前記第２スクロール３のボス部３３に
挿嵌される偏心軸部６４を設け、又、前記上部側軸受軸
部６２の下部側に前記偏心軸部６４の偏心位置に対し逆
向き方向に突出する第１バランスウェイト６５を形成す
る一方、この第１バランスウェイト６５と前記嵌合軸部
６１との間に、前記ロータ５２の結合位置を設定する位
置決め軸部６６を設けている。

【００１１】更に、前記モータ５におけるロータ５２の
上下部位には、それぞれエンドリング５２ａ，５２ａを
設けて、この下部側エンドリング５２ａの下部側に、前
記クランク軸６に設けた第１バランスウェイト６５と相
対向する第２バランスウェイト８を設けている。そし
て、第１図で明らかなように、前述した場合と同じく、
前記第１バランスウェイト６５の遠心力Ｆ２と、前記第
１スクロール２の公転駆動時に発生する遠心力Ｆ１及び
前記第２バランスウェイト８の遠心力Ｆ３との和が、Ｆ
２＝Ｆ１＋Ｆ３となるように設定することにより、前記
クランク軸６の静的バランスを取り、また、前記第２ス
クロール３から第１バランスウェイト６５までの距離を
Ｌ１とし、かつ、該第１バランスウェイト６５から前記
第２バランスウェイト８までの距離をＬ２としたとき、
前記遠心力Ｆ１，Ｆ３による各モーメントＦ１・Ｌ１，
Ｆ３・Ｌ２が互いに等しくなるように、つまり、Ｆ１・
Ｌ１＝Ｆ３・Ｌ２となるように設定して、前記クランク
軸６の動的バランスを取り、これら静的及び動的バラン
スで前記第２スクロール３を、振動などを発生させたり
ることなく、前記第１スクロール２に対し安定したバラ
ンスで公転駆動させるようにしている。

【００１２】しかして以上のようなスクロール形流体機
械において、前記クランク軸６やバランスウェイト８の
部品共通化を、次のようにして行うのである。

【００１３】先ず、能力調整は前記第１及び第２スクロ
ール２，３のラップ高さを変更して行うのであって、前
記各バランスウエイト６５，８の重量を、調整する能力
が最大となるラップ高さの第２スクロール３に対応した
重量に設定するときには、前記ラップ高さを最大から最
小側に変更するとき、能力調整した第２スクロール３の
重量を、鏡板３１の厚さを厚くするか、外径を拡大する
ことにより最大ラップ高さとした第２スクロール３の重
量に合わせて増大させるのであり、また、前記バランス
ウエイト６５，８の重量を、調整する能力が最小となる
ラップ高さの第２スクロール３に対応した重量に設定す
るときには、前記ラップ高さを最小から最大側に変更す
るとき、能力調整した第２スクロール３の重量を最小ラ
ップ高さとした第２スクロール３の重量に合わせて鏡板
３１の厚さを薄くするのである。尚、前者の場合前記第
１バランスウエイト６５を削り取るようにしてもよい。

【００１４】次に、以上の如く行う能力調整に応じて軸
方向長さの異なるモータ５を用いる場合の共通化方法に
ついて説明する。

【００１５】即ち、第１図で明らかにしたように、前記
クランク軸６の全長Ａを、調整能力が最大となるラップ
高さの第１及び第２スクロール２，３に対応して用いる
モータ５の軸方向長さに応じた長さに設定し、かつ、前
記位置決め軸部６６の軸長さＢを、調整能力が最小とな
るラップ高さの第１及び第２スクロール２，３に対応す
る長さに設定すると共に、前記ラップ高さを最小側から
最大側に例えば複数段階にわたって変更するとき、前記
位置決め軸部６６の長さつまり前記ロータ５２の結合位
置を複数段階にわたって切削により調整し、前記クラン
ク軸６の反スクロール側端部から前記ロータ５２の反ス
クロール側端部までの距離及び、前記第１バランスウェ
イト６５からロータ５２の反スクロール側端部までの距
離が同一となるように、前記ロータ５２を前記クランク
軸６に結合し、前記第１バランスウエイト６５と第２バ
ランスウエイト８との距離を一定長さとしたのである。

【００１６】具体的には、下記表１に示したように、ラ
ップ高さが最大となる第１番目の第２スクロール３か
ら、ラップ高さが最小となる第８番目の第２スクロール
３までの８種類を用意して、能力調整を最大から最小ま
で８段階にわたって行う場合について説明すると、ラッ
プ高さの高い第１番目からラップ高さの低い第８番目の
８種類の第２スクロール３の内２種類を、ラップ高さご
とに１グループとして４グループにグループ分けし、そ
してこれら各グループ毎に軸方向長さＣの異なる４種の
モータ５を用意し、ラップ高さの高い第１グループの第
２スクロール３に対して長さの長い軸方向長さ（Ｃ１）
をもつモータ５を用い、ラップ高さが中間高さの第２、
第３グループの第２スクロール３に対して長さが順次短
くなる軸方向長さ（Ｃ２）（Ｃ３）をもつモータ５を用
い、また、ラップ高さが低い第４グループの第２スクロ
ール３に対し長さが短い軸方向長さ（Ｃ４）をもつモー
タ５を用いるようにするのである。

【００１７】しかして、ラップ高さが最小の第４グルー
プの第２スクロール３には、前記したごとく軸方向長さ
（Ｃ４）が最も短いモータ５を用いるのであるが、この
場合前記位置決め軸部６６の長さＢ４は、予め設定した
長さのまゝとして、前記モータ５のロータ５２を前記ク
ランク軸６の嵌合軸部６１に嵌合し、前記位置決め軸部
６６の軸端により位置決めして結合するのである。この
場合、前記ロータ５２の反スクロール側端部とクランク
軸６の反スクロール側端部までの距離はＬ３となり、前
記第１バランスウエイト６５とロータ５２の反スクロー
ル側端部までの距離はＬ４となる。

【００１８】そして、ラップ高さが第４グループより高
くなる第３グループの第２スクロール３には、軸方向長
さ（Ｃ３）のモータ５を用いるのであるが、この場合、
前記位置決め軸部６６の長さを、モータ５の軸方向長さ
（Ｃ３）が軸方向長さ（Ｃ４）より長くなった長さ分だ
け切削して短く調整し、表１に示した長さ（Ｂ３）にす
るのであり、更に、ラップ高さが高くなる第２グループ
及びラップ高さが最大となる第１グループの第２スクロ
ール３に対しては、それぞれ軸方向長さ（Ｃ２）（Ｃ
１）のモータ５を用いるのであるが、これらの場合も同
様に、前記位置決め軸部６６の長さを切削して、モータ
５の軸方向長さが長くなった長さ分だけ切削して短く調
整し、表１に示した長さＢ２，Ｂ１にするのである。

【００１９】従って、モータ５の軸方向長さが長くなっ
ても、その長くなった長さ分だけ前記位置決め軸部６６
の長さを短くするのであるから、最小能力から最大能力
に能力調整する場合、前記クランク軸６の反スクロール
側端部から前記ロータ５２の反スクロール側端部までの
距離は何れもＬ３となり、また、前記第１バランスウェ
イト６５からロータ５２の反スクロール側端部までの距
離もＬ４となるのであって、最小能力から最大能力に能
力調節するとき、前記各距離Ｌ３，Ｌ４が同じになるよ
うに前記ロータ５２をクランク軸６に結合できるのであ
り、前記第１バランスウエイト６５と第２バランスウエ
イト８との距離Ｌ２を一定にできるのである。

【００２０】

【表１】

【００２１】従って、上記表１で明らかなように、前記
スクロールの種類を８段階にわたって変更させるにも拘
らず、前記クランク軸６の全体長さＡは何れの場合にも
変える必要がなく、また、前記第１及び第２バランスウ
ェイト６５，８の大きさも変える必要がないのである。
即ち、前記各種ロータ５２の反スクロール側端部から前
記クランク軸６の反スクロール側端部までの長さＬ３
は、前記位置決め軸部６６の長さ調整により常に一定に
でき、このために、前記第１バランスウェイト６５と前
記第２バランスウェイト８との距離Ｌ２も一定にできる
から、この距離Ｌ２によるモーメントを一定にできる
し、また、前記第１バランスウェイト６５と第２スクロ
ール３側との距離Ｌ１は変更されることなく、この距離
Ｌ１によるモーメントは一定になっているのであるか
ら、ラップ高さを変更して能力調整を複数段階にわたっ
て行っても、前記クランク軸６の動的バランスは常に一
定に保持され、また、前記第１バランスウェイト６５と
前記第２バランスウェイト８との間では、予め重量バラ
ンスが取られ、前記クランク軸６側の静的バランスもラ
ップ高さの変更に係わりなく常に一定に保持され、この
第２スクロール３が振動したりすることなく、前記第１
スクロール２に対し安定したバランスで公転駆動される
のであって、前記クランク軸６の軸素材を共通化できる
と共に、前記バランスウエイト８を共通化できるのであ
る。また、前記位置決め軸部６６の長さ調整により、前
記ロータ５２の反スクロール側端部の位置を一定にでき
るから、このロータ５２の下端部に設ける前記第２バラ
ンスウェイト８がその位置の変化で前記ケーシング１の
底部油溜の油を攪拌したりする虞れは生じない。

【００２２】更に、前記第２バランスウェイト８は、前
記モータ５のロータ５２とは別体で形成して、このロー
タ５２におけるエンドリング５２ａの下部側に取付ける
ことが好ましく、斯くするときには、前記ロータ５２の
製作が簡単に行えることとなるし、共通部品として管理
できるし、また、前記バランスウェイト８は、比重大の
例えば鉄や鉛などの素材を使用して小形に形成できるの
であり、従って、このバランスウェイト８の軸方向長さ
を短くできて、該バランスウェイト８が前記ケーシング
１の底部油溜中の油を攪拌したりするのをより有効に防
止できる。

【００２３】また、以上説明した実施例は、表１に示し
たように８段階にわたって能力調整し、これら能力調整
した全機種のクランク軸６の軸長さを共通長さＡとして
いるが、４段階を１つのグループとしてクランク軸６の
軸長さを２種類としてもよい。

【００２４】この場合においても、前記第２バランスウ
エイト８は８段階の全機種に共用できるし、また、軸長
の長いクランク軸６の軸素材を用いることにより、その
軸素材の共用化が可能となる。

【００２５】また、前記第２スクロール３における鏡板
３１の板厚を薄くして重量バランスをとる場合、ラップ
高さを最大能力のラップ高さとし、前記鏡板３１の板厚
を最大能力となるラップ高さに応じた板厚に形成してお
くことにより前記第２スクロール３の共用化も可能とな
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の部品共通
化方法では、クランク軸６の全長を、能力が最大となる
ラップ高さの第１及び第２スクロール２，３に対応して
用いるモータ５の軸方向長さに応じた長さに設定し、か
つ、前記クランク軸６に設ける位置決め軸部６６の軸長
さを、調整する能力が最小となるラップ高さの第１及び
第２スクロール２，３に対応する長さに設定すると共
に、前記ラップ高さを最小側から最大側に変更すると
き、前記位置決め軸部６６の長さを切削して調整し、前
記クランク軸６の反スクロール側端部から前記ロータ５
２の反スクロール側端部までの距離及び、前記第１バラ
ンスウェイト６５からロータ５２の反スクロール側端部
までの距離が同一となるように、前記ロータ５２を前記
クランク軸６に結合し、前記第１バランスウエイト６５
と第２バランスウエイト８との距離を一定長さとしたか
ら、前記クランク軸６に設けた位置決め軸部６６の軸長
さを切削により調整するだけの極めて簡単な作業で、前
記各ラップ高さ変更による能力調整に対応して軸方向長
さの異なるモータを用いても、第１及び第２バランスウ
エイト６５，８の距離を一定にできるから、バランスウ
ェイト８の部品共通化が可能となるし、またクランク軸
は、前記位置決め軸部６６を切削するだけで共用できる
から、その軸素材も共通化でき、それだけ複数能力の調
整が行えながら構成部品点数の低減化を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるスクロール形流体機械の部品共
通化方法を示す要部の正面図である。

【図２】スクロール形流体機械の全体構造を示す一部省
略縦断面図である。

【図３】従来例を説明する概略図である。

【符号の説明】

２ 第１スクロール ３ 第２スクロール ５ モータ ５１ ステータ ５２ ロータ ６ クランク軸 ６５ 第１バランスウェイト ６６ 位置決め軸部 ８ 第２バランスウェイト

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１及び第２スクロール２，３と、ステ
   ータ５１とロータ５２及び第２バランスウエイト８をも
   つモータ５と、スクロール側軸端部と反スクロール側軸
   端部とをもち、中間部に前記ロータ５２の結合位置を設
   定する位置決め軸部６６と第１バランスウェイト６５と
   を有するクランク軸６とを備え、前記第１及び第２スク
   ロール２，３のラップ高さを変更して最小能力から最大
   能力に能力調整を行い、かつ、ラップ高さの変更に応じ
   て駆動側スクロール又は第１バランスウエイトの重量を
   加減してバランス調整を行うようにしたスクロール形流
   体機械の部品共通化方法であって、前記クランク軸６の
   全長を、能力が最大となるラップ高さの第１及び第２ス
   クロール２，３に対応して用いる前記モータ５の軸方向
   長さに応じた長さに設定し、かつ、前記位置決め軸部６
   ６の軸長さを、調整する能力が最小となるラップ高さの
   第１及び第２スクロール２，３に対応する長さに設定す
   ると共に、前記ラップ高さを最小側から最大側に変更す
   るとき、前記位置決め軸部６６の長さを切削して調整
   し、前記クランク軸６の反スクロール側端部から前記ロ
   ータ５２の反スクロール側端部までの距離及び、前記第
   １バランスウェイト６５からロータ５２の反スクロール
   側端部までの距離が同一となるように、前記ロータ５２
   を前記クランク軸６に結合し、前記第１バランスウエイ
   ト６５と第２バランスウエイト８との距離を一定長さと
   したことを特徴とするスクロール形流体機械の部品共通
   化方法。